用于汽车故障诊断仪的ECU模拟器的研制与应用

摘要

伴随着微电子技术的快速发展，汽车上的电子元器件的数据急剧增加，各汽车部件由成百上千的汽车线路控制着协同工作。汽车的机电一体化程度也越来越高，被人们称为“电子汽车“。由于汽车ECU(电子控制单元)的不断增多，系统中的任一部件的故障，都有可能使得整个系统出现故障。越来越复杂的电子系统也使得车辆维修变得越来越困难。对于车辆的故障，传统的人工诊断已经无法胜任，为了提高维修效率，必须使用汽车故障诊断仪。而在通用型汽车诊断仪的开发过程中，又存在着开发成本高、测试困难等问题。
　　本论文就是为了解决通用性汽车故障诊断仪开发过程中所遇到的问题，通过对汽车常见诊断协议K线和CAN线通讯协议的研究，开发出了一种既可以用于K线也可以用于CAN线的ECU模拟器。用来降低开发成本，提高测试效率。论文首先对汽车诊断技术的发展现状进行了综述，之后又对通用型汽车故障诊断仪的开发过程所遇到的问题进行了相应的描述。接着详细的介绍了ISO9141通讯协议和ISO11898通讯协议，并分析了CAN总线的组成及其特点。
　　模拟器按通讯协议可以划分为模拟K线通讯的K线ECU模拟器和模拟CAN线通讯的CAN线ECU模拟器。本论文给出了ECU模拟器的设计模型，它是由软件系统和硬件系统组成的。K线ECU模拟器的软件系统是基于μC/OS-II操作系统的，硬件系统是以MAX232芯片为核心的一个信号转换器。CAN线ECU模拟器的软件系统是一款运行在PC机上的应用软件，硬件系统是以英飞凌公司生产的C161PI微处理器为核心的一个信号转换器。论文简单的介绍了应用软件的编写思路和软件操作界面和操作方法。同时对ECU内部的加密算法进行了研究。
　　最后，本文通过对ECU模拟器的实验验证，证明了所开发的K线和CAN的ECU模拟器工作的有效性。

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第一章 绪论

1.1课题的来源、目的和意义

1.2国内外研究现状分析:

第二章 ECU模拟器系统方案设计

2.1 ECU模拟器系统方案设计及通讯方式分析

2.2 ISO9141通讯协议及其在车辆故障诊断中的应用分析

2.3 ISO11898 通讯协议及其车辆故障诊断中的应用分析

2.4 故障诊断数据采集记录（Recording）过程分析

2.5本章小结

第三章 ECU模拟器硬件电路设计

3.1 RS232信号转换器硬件设计

3.2 CAN信号转换器硬件设计

3.3本章小结

第四章 ECU模拟器软件系统研究

4.1基于μC/OS-II 的K线ECU模拟器

4.2基于PC机的CAN总线ECU模拟器

4.3本章小结

第五章 ECU内部加密算法研究

5.1 信息加密算法

5.2 ECU加密算法研究

5.3本章小结

第六章 ECU模拟器实验验证与分析

6.1实验装置和实验方案

6.2 实验结果与分析

第七章 全文总结和展望

7.1 总结

7.2 本文的不足及展望

附录1

附录2

附录3

附录4

附录5

附录6

附录7

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文